[高分子材料] 史上最牛超疏水材料,让电子设备远离进水的困扰
超疏水 环氧树脂 sio2
超疏水环氧树脂 sio2
超疏水是指一种具有极强的抗水性能的材料。
超疏水材料的表面能够使水以极高的接触角滚落，形成水珠状，同时具有自清洁、抗污染等特性。
环氧树脂是一种常用的高分子材料，具有优异的物理性能和化学稳定性。
它可以通过调整配方和固化剂的选择来改变其性能，广泛应用于涂料、胶粘剂、复合材料等领域。
SiO2是二氧化硅的化学式，是一种常见的无机化合物。
SiO2具有优异的耐热性、耐腐蚀性和电绝缘性，被广泛应用于陶瓷制造、玻璃制造、电子材料等领域。
在超疏水材料中，SiO2常用作纳米颗粒添加剂，可以增强材料的抗水性能。
超疏水材料
精选完整ppt课件
24
精选完整ppt课件
25
超疏水材料的应用
✓ 新型超疏水材料的应用将十分广污、防腐的效果；
室外天线上，建筑玻璃，汽车、飞机挡风玻璃上，可以防积雪，自清 洁；
冰箱、冷柜等制冷设备的内胆表面上，凝聚水、结霜、结冰现象；
天然气、石油管道内壁表面超疏水分子膜；
精选完整ppt课件
5
不同表面水滴接触界面状态
精选完整ppt课件
6
自然界的启示
自然界不会活性聚合，也不会乳液聚合，
却可以有着比任何人工合成材料更好的 疏水性能——所谓“超疏水”的生命现 象
精选完整ppt课件
7
蝉翼表面的超疏水结构
蝉翼表面由规则排列的纳米柱状结构组成，纳米柱的直径大约在80nm，纳米 柱的间距大约在180nm。规则排列纳米突起所构建的粗糙度使其表面稳定吸 附了一层空气膜，诱导了其超疏水的精选性完整质ppt课，件 从而确保了自清洁功能。 8
17
模板法
精选完整ppt课件
18
2.等离子体法
✓ 等离子体：是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离 后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它广泛存 在于宇宙中，常被视为是除去固、液、气外，物质存在 的第四态。
✓ 等离子体法原理：利用等离子体对表面进行处理，获得 粗糙结构，从而得到超疏水性的材料表面。
✓ 优点：快速、选择性高、表面均匀
✓ 缺点：设备昂贵，且不利于大面积制备。
精选完整ppt课件
19
精选完整ppt课件
20
精选完整ppt课件
21
3.化学气相沉积法
✓ 原理：两种或两种以上的气态原材料导入到一个反应室 内，然后它们相互之间发生化学反应，形成一种新的材 料，沉积到晶片表面上。化学气相沉积法是传统的制备 薄膜的技术。
耐水硅胶的用途
耐水硅胶的用途
耐水硅胶是一种高分子材料，具有优异的耐水性能，广泛应用于各个领域。
下面就来介绍一下耐水硅胶的用途。
耐水硅胶在电子行业中有着广泛的应用。
由于其优异的绝缘性能和耐水性能，可以用于电子元器件的密封和保护。
例如，手机、电脑等电子产品中的电池、电路板等部件都需要使用耐水硅胶进行密封，以保证其正常工作。
耐水硅胶在建筑行业中也有着重要的应用。
在建筑中，常常需要使用防水材料来保护建筑物不受雨水侵蚀。
而耐水硅胶就是一种优秀的防水材料，可以用于屋顶、墙壁、地面等部位的防水处理。
此外，耐水硅胶还可以用于建筑物的密封和填缝，以保证建筑物的密闭性和美观性。
耐水硅胶在汽车制造行业中也有着广泛的应用。
汽车中的许多部件都需要使用耐水硅胶进行密封和保护，例如发动机、变速器、制动系统等。
此外，耐水硅胶还可以用于汽车外观的修补和保护，例如车身漆面的修补和保护。
耐水硅胶还可以用于医疗器械、食品包装等领域。
在医疗器械中，耐水硅胶可以用于制作医疗器械的密封件和接口件，以保证医疗器械的安全性和卫生性。
在食品包装中，耐水硅胶可以用于制作密封垫和密封胶，以保证食品的安全性和卫生性。
耐水硅胶具有广泛的应用领域，可以用于电子、建筑、汽车、医疗器械、食品包装等领域。
随着科技的不断发展和人们对品质的要求越来越高，耐水硅胶的应用前景将会更加广阔。
超疏水材料介绍
表观接触角和本征接触角的关系
(3)光滑表面的局限性
① 对一个表面如果仅仅采用化学方法处理，通常仅能使接触角增加到120°
②对于超疏水的自清洁表面，水珠滚落的去污能力比滑落强，而倾斜的光滑表面水 珠多处于滑动状态，见下图。
(4)自然界中动植物超疏水表面结构图
莲花表面
Nature 2004,432, 36)发表
2.5 电纺技术
典型应用：Rutledge等用电纺技术制得PS和PS-b-
PDMS的共混物纤维，如右图。由于PDMS表面能低且
与PS的相容性很差，共混物在纺丝过程中发生相分离
且PDMS向表面富集。电纺得到的混合聚合物无纺布
表面自身所具有的粗糙度及PDMS的富集共同作用，
是接触角达到163°。
电纺法制备的超疏水无纺布的典型形貌
特殊浸润性界面材料 —— 超疏水材料介绍
超疏水材料的影响因素 材料表面结构和疏水性的关系 超疏水表面的制备方法及应用 研究展望
一.超疏水材料的影响因素
1 浸润性是材料表面的重要特征之一。根据水对材料表面润湿性的不同将 材料表面分为亲水性表面和疏水性表面。 1.1 浸润性的表征
接触角：通常以接触角θ表征液体对固体的浸润程度。接触角由表面张
若θ﹤90°，则θ’﹤θ，则亲水性随粗糙度的增加而增加； 若θ﹥90°，则θ’﹥θ，则疏水性随粗糙度的增加而增加。
两个基本前提： ①基底的表面粗糙度与液滴的大小相比可以忽略不计； ②基底表面的几何形状不影响其表面积的大小。 ③适用于中等亲水或者疏水表面。
(2)Cassie模型----气垫模型
核心：Cassie和Baxter指出，液滴在粗糙表面的接触是一种复合接触。 复合接触：微细结构的表面因为结构尺度小 于表面液滴的尺度，当表面疏水性较强时， Cassie认为在疏水表面上的液滴并不能填满 粗糙表面上的凹槽，在液珠下有截留的空气 存在，于是表观上的液固接触面其实由固体 和气体共同组成，见右图：
纳米防水让手机与水绝缘
纳米防水让手机与水绝缘纳米涂层扮演荷叶表面小米2获得了防水能力，自然得归功于其表面的纳米防水涂层。
简单来说，纳米防水涂层就好像荷叶的表面，具有疏水、不吸水的表面，落在上面的液体会因表面张力的作用形成水珠。
为了便于理解，我们不妨看看来自美国加州的Liquipel公司是如何为手机提供添加纳米防水涂层服务的。
首先手机会被放在一个内部真空的大型容器内，然后在低压状态下注入气态的防水（液体）纳米材料。
当气流包围整台手机之后，该设备会放出等离子体帮助气体分子在装置的内部和表面聚合、凝固，大概30分钟之后涂层就完成了。
由于在过程中可以通过调整阀门来控制气流的走向，所以说手机并没有拆开的必要，整个过程可以将手机表面和所有元件，包括内部元件都弄上一层纳米涂层。
正如前文所述，最终覆盖在手机上的涂层大约只有头发的一千分之一厚，除了具有较低的表面能以外也获得了纳米级别的粗糙度，从而模拟出了荷叶的疏水自洁表面。
当有液体入侵后，受重力的作用它们会在手机表面成珠滚落，同时把灰尘带走，使手机保持干燥和清洁。
由于产品表面的物理粘结达到分子层面，纳米涂层的寿命会与所保护的材料相同，不会在日常使用中逐渐磨损，而且不会对手机外观或触感产生任何影响。
纳米涂层为什么能防水虽然我们不了解Liquipel采用了哪种纳米材料，但无非是一些具有抗渗透、减水、增强作用的防水剂（粉剂）。
由于在纳米尺寸低凹的表面可使吸附气体分子稳定存在，所以在宏观表面上相当于有一层稳定的气体薄膜，使水无法与材料的表面直接接触，这时水滴与手机表面的接触角趋于最大值，从而使手机的表面呈现超常的疏水性。
总之，这些纳米材料肯定是小于水分子的，附着于手机表面后，可以像筛子一样让比孔大的水分子漏不进去。
因此对耳机和充电接口一类的内涵电路的缝隙，涂上这种涂料也可完全防水。
纳米防水涂层并非无敌需要注意的是，纳米防水涂层并非无敌的“金钟罩”，它只是提高手机面对雨天、雪天、浴室、桑拿等存在液体环境下的“存活几率”。
神奇的超疏水材料,灵感来自荷叶
神奇的超疏水材料，灵感来自荷叶荷叶是一种神奇的生物，它的叶片表面可以将水珠迅速滚动离开，使得叶片始终是干燥的。
这种特殊的性质被称为超疏水，而这种天然的超疏水表面也给科学家们带来了灵感，他们开始研究并开发出人工超疏水材料。
人们对超疏水材料的需求源于对防水、防污、防腐等方面的要求。
超疏水表面可以应用于建筑材料，可以防止表面的水珠滞留、防止墙面出现水渍；在汽车玻璃等表面，可以帮助汽车行驶中保持清洁；在纺织品上，可以防止污渍渗透到布料内部。
超疏水材料在各个领域都有潜在的应用价值。
要制备出人工的超疏水材料，就需要理解荷叶的超疏水机理。
荷叶表面的超疏水性质是受到其特殊的微米级结构以及表面化学成分的影响。
荷叶表面有一层微米级的凹凸，这使得水珠无法与表面充分接触，从而导致水珠迅速滚动离开表面。
荷叶表面还覆盖有一层蜡质物质，这种物质具有疏水性，使得水珠无法附着于表面。
要制备超疏水材料，就需要在人工材料上构建类似的微米级结构，并且使得表面化学成分具有类似的疏水性。
在科学家们的不懈努力下，终于研制出了一系列人工超疏水材料。
一种常见的制备方法是通过纳米技术，构建具有特殊微米级结构的表面。
在金属材料表面上镀上一层微米级的纳米颗粒，就能使得金属表面具有超疏水性。
科学家们还不断尝试着寻找新的材料以及制备方法，从而进一步提高超疏水材料的稳定性和耐久性。
人工超疏水材料的问世，给人们的生活带来了很多便利。
我们可以将超疏水材料应用于玻璃表面，这样就能大大减少清洗玻璃的频率，同时也能提高玻璃的透光性；在建筑材料上应用超疏水材料，就能使得墙面不易沾染尘土，从而减少清洁工作；在纺织品上应用超疏水材料，就能提高纺织品的防水性能。
目前人工超疏水材料还存在着一些局限性。
人工超疏水材料的制备成本比较高，这使得其在市场上的应用受到一定的限制。
人工超疏水材料的耐久性还有待改善，一些超疏水材料在长时间使用后，其超疏水性能会逐渐减弱。
科学家们需要进一步研究，寻找更加经济、稳定的制备方法，以及寻找更加耐久的超疏水材料。
溶胶凝胶法制备超疏水材料的原理
溶胶凝胶法制备超疏水材料的原理嘿，伙计们！今天我们要聊聊一个非常有趣的话题——溶胶凝胶法制备超疏水材料的原理。
你们知道吗，这种材料可是有着让人惊叹的神奇特性呢！让我们一起来揭开它的神秘面纱吧！我们得了解一下什么是溶胶凝胶法。
简单来说，这是一种制备高分子材料的方法。
它的基本原理是：将溶胶和凝胶两种不同的高分子体系混合在一起，通过一定的工艺条件(如加热、搅拌等),使它们发生化学反应，形成一种具有特定性能的新材料。
这种方法的优点是可以根据需要调整溶胶和凝胶的比例，从而得到不同性质的材料。
而超疏水材料就是其中的一种典型代表。
那么，超疏水材料有什么特别之处呢？别急，我慢慢给你们解释。
想象一下，你手上拿着一块刚买回来的手机，上面沾满了水珠。
你是不是总觉得很难擦干净？这就是普通的水接触角大的原因。
而超疏水材料就不一样了，它表面的水滴会像魔术一样自动消失，让你轻松告别湿手困扰。
这得益于它特殊的表面结构。
超疏水材料表面有许多微小的凸起，这些凸起就像无数个小小的钩子，把水滴紧紧抓住，让它们无法在表面上滚动。
这样一来，水滴就会自然滑落，形成所谓的“超疏水效应”。
那么，溶胶凝胶法是如何制备出这种超级神奇的材料的呢？这里就要说到它的制作过程了。
我们需要准备两种基本的高分子体系：溶胶和凝胶。
溶胶是由某种单体分子组成的低聚物，比如聚丙烯酸甲酯或聚乙烯醇等；而凝胶则是由溶胶经过交联反应形成的高分子网络结构。
接下来，我们将这两种体系按照一定比例混合在一起，然后放入特定的反应器中进行加热反应。
在这个过程中，溶胶会被逐渐消耗掉，而凝胶则会逐渐固化。
最终，我们就得到了一种具有超疏水效应的新材料。
制备超疏水材料的过程并不是一帆风顺的。
有时候，我们会遇到各种各样的问题，比如反应不完全、凝胶固化速度过快等。
但是，只要我们勤于尝试、不断改进，总会找到解决办法的。
而且，这个过程本身就是非常有趣和富有挑战性的。
所以，对于喜欢探索科学奥秘的小伙伴们来说，这绝对是一个值得尝试的好方法！好了，今天的科普小课堂就到这里啦！希望你们对溶胶凝胶法制备超疏水材料的原理有了更深入的了解。
神奇的超疏水材料,灵感来自荷叶
神奇的超疏水材料，灵感来自荷叶荷叶是一种有神奇特性的植物。
它们生长在水中，但叶子表面却能保持干燥。
这是因为荷叶表面存在一种天然的微纳结构，使其水珠无法黏附在表面上，直接从叶子上滚落下来。
这种特性被称为“超疏水”。
人们对荷叶表面的超疏水特性早有观察，并且一直想将其应用到人造材料中，以实现许多实际应用。
例如，类似的材料被开发为了防水衣和自洁玻璃。
然而，这些人造材料并没有达到荷叶那样的表面纹理结构，其疏水效果也不够理想。
近年来，新的成果被取得，人们成功地制备了一个类似于荷叶表面模拟形态的高效超疏水材料，其抗水能力可与荷叶本身相媲美。
这一成果引起了广泛的关注。
这种新型超疏水材料的制备过程大致可以分为两个步骤。
首先，通过特殊的化学处理方法在材料表面构建一种呈现出类似荷叶表面纹理的微纳抗水结构。
其次，通过电化学沉积技术在这种表面结构上制备一层铜氧化物薄膜。
这种方法能够有效的提高材料的超疏水性能，从而让其抗水的能力更加强。
这种新型的超疏水材料将在许多领域发挥重要作用，特别是在石油化工、医药生物、环境保护等方面。
例如，在液相分离过程中，使用超疏水材料可以极大地提高分离效率，并且可以大大减少化学废水排放量，达到环保的目标。
在医药方面，超疏水材料可以用于制备高效的药物递送系统，具有广阔的应用前景。
此外，在食品、纺织等工业中，也有着重要的应用前景。
然而，尚有许多技术难题需加以解决。
例如，超疏水材料的制备方法需要进一步优化，以便更好的保持其超疏水特性。
此外，需要加大研究力度，探索更多新型材料，并建立完善的超疏性能检测手段，以推动超疏水材料应用领域的发展。
总之，荷叶表面的超疏水性是自然界的一种奇妙创造，促进了人类在材料科学以及环境保护等领域的发展。
而对超疏水材料的研究，也有望带来更广泛的应用前景。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018-01-05
在池塘表面和能自我清洁的荷叶上行走的昆虫，只是大自然通过无数种方式设计超防水表面的两个例子。
研究人员则设计出了自己的版本——超疏水表面。
通常，这些表面由微尺度或者纳米尺度的尖刺构成。
尖刺能驱赶落在表面上的液滴，甚至能导致微小的液滴从表面上弹跳下来。
不过，这种方法并不总是奏效。
如果水蒸气在凝结时进入尖刺之间，尖刺便会将液滴夹住。
在一项最新研究中，研究人员设计了一个由垂直排列的铜纳米线构成的3D网络。
纳米线的侧面被超防水材料包裹，同时该网络非常紧凑，从而防止水进入电线中间。
结果是：在水滴从水蒸气状态开始凝结后不久，便从表面弹跳下来。
研究人员在日前出版的《焦耳》杂志上报告了这一成果。
当它们这样做时，弹跳的液滴能“随身”带走从表面获取的热量。
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF 研究人员发现，和此前最好的材料相比，铜纳米线表面能移除两倍的热量。
此类表面可被用于改善从海水淡化到电子冷却器件的诸多应用。
全文链接：
来源：科学网，至简科普
声明：凡本平台注明“来源：XXX”的文/图等稿件，本平台转载出于传递更多信息及方便产业探讨之目的，并不意味着本平台赞同其观点或证实其内容的真实性，文章内容仅供参考。
我们的微博：0，欢迎和我们互动。
添加主编为好友（eeee ，请备注：名字-单位-研究方向），邀请您加入学术圈、企业界、硕博联盟、北美、欧洲、塑料、橡塑弹性体、纤维、涂层黏合剂、油墨、凝胶、生物医用高分子、高分子合成、膜材料、石墨烯、纳米材料、表征技术、车用高分子、发泡、聚酰亚胺等一系列技术0。
同时可以在菜单中回复“0”，获取群目录。
投稿 荐稿 合作 发布招生、招聘信息请联系：editor@
用户设置不下载评论
AHAHAGAHAGAGGAGAGGAFFFFAFAF。